低屋面横向通风(Low profile cross ventilated, LPCV)牛舍作为一种新的牛舍建筑形式近年来在我国大型奶牛场得到了大量应用。LPCV牛舍虽然一年四季均可对牛舍环境实施调控,但实际运行中往往达不到预期的效果。本文针对我国南方地区LPCV牛舍夏季舍内高温高湿、气流分布不均匀等存在的突出问题,在对牛舍内外主要环境参数现场实测的基础上,采用计算流体动力学(Computational fluid dynamic, CFD)方法和粒子图像测速(Particle image velocimetry, PIV)技术,开展了LPCV牛舍内空气流场、温度场和相对湿度场的分布和变化规律的研究,提出了此类牛舍环境的优化设计方法并进行了实证。研究结果可为我国LPCV牛舍的优化设计、既有牛舍改造和环境调控提供理论依据和技术支撑。主要研究结论如下：1.全面系统地对我国华东地区夏季LPCV牛舍主要的环境参数进行了连续现场实测,获得了舍内温度场、相对湿度场和空气流场的分布和变化数据。测试表明牛舍内存在高温高湿、气流分布不均匀的问题,测试期间舍内8个测点的日平均温度为27.5℃、平均相对湿度为99.38%、温湿指数(Temperature-humidity index,THI)平均为81.5；同一饲喂通道两侧区域的风速存在较大差异,来风一侧风速比相对一侧高1.5m/s。2.对舍内不同区域奶牛体温和行为进行了连续测试和观测,分析了舍内环境差异对奶牛生理指标及行为的影响规律。结果表明奶牛体温受舍内温度和相对湿度的双重影响,湿帘附近和风机附近奶牛的体温存在明显差异,白天导致差异的原因是温度,而夜间的主要原因是相对湿度。风速大小对奶牛的躺卧时间也有显著影响,低风速区域奶牛的躺卧时间大幅低于其它区域。3.建立了LPCV牛舍环境数值模拟模型,基于CFD方法对舍内各环境参数进行了数值模拟,揭示了舍内气流、温度和相对湿度相互之间的关系,找到了影响舍内气流分布不均匀的关键因素是挡风板和矮墙的相对位置关系。通过现场实测与数值模拟的对比,验证了所建立模型的可靠性。4.基于相似理论,按模型／原型=1/15的比例制作了牛舍和奶牛模型,首次在畜禽舍通风研究中采用PIV技术对模型牛舍内的空气流场进行了测量,揭示了舍内空气流场的分布规律以及工艺布局对气流组织的影响,测量结果进一步验证了CFD模拟的准确性。5.以降低舍内气流不均匀系数、提高舍内奶牛活动区域风速为目标,提出了LPCV牛舍挡风板的安装位置、角度等优化方案,对既有牛舍优化方案的现场改造实践证明了该优化方案的有效性,所开展的研究具有一定的理论价值和工程应用价值。